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BLDC FOC控制
本帖最后由 oneperson 于 2021-9-6 00:38 编辑
筋膜枪是什么？
筋膜枪通过高频次振动(2000-3200次/min)将力和震动传送到人体的筋膜，从而起到增加组织血流量、放松肌肉的功效，并可通过共振使人体组织产生相对位移，减轻组织粘连，恢复肌肉和筋膜的弹性，使紧张僵硬的筋膜得到放松，可以缓解人体的一些不适症状。
其实这种设备是从国外健身领域发展开来的，现在国内做这个厂商也很多，某宝某东一大堆。但是真正做的好的体验的很少，最重要的是里面的电机，还有控制算法，机械构造等。
这里附上一块公版驱动PCBA图片
猜测其由一个通用MCU+无刷电机驱动专用IC+3颗双MOS+一颗升压DC给电池充电组成。（芯片丝印均打磨）
而当前开发板的芯片FU6832直接一颗即可替代，简化成本，且芯片通用性强，同类产品直接替换简单，能提高研发效率，缩短产品研发周期。
芯片可选SSOP20和QFN24等小封装，对小型化产品也很友好。
回归正题：
FOC是什么？
FOC: Field Oriented Control磁场定向控制
什么又是磁场定向控制，这得分析三相无刷电机是怎么运转的：
这里图片（转子别的大神图片，点我跳转
看原文），解释的很简单明了。
6个状态分别对应MOS上下管打开的电流情况（还有两个状态是全0和全1），这时其绕组磁场就可以确定。
图中橘黄色的箭头方向和电磁铁形成的磁场方向一致：
对应的每个状态力矩角度即可提取如下：
(0,0,0) A下管打开，B下管打开，C下管打开，对应下图中的中心点
(0,0,1) A下管打开，B下管打开，C上管打开，对应下图中的60°
(0,1,0) A下管打开，B上管打开，C下管打开，对应下图中的300°
(0,1,1) A下管打开，B上管打开，C上管打开，对应下图中的0°
(1,0,0) A上管打开，B下管打开，C下管打开，对应下图中的180°
(1,0,1) A上管打开，B下管打开，C上管打开，对应下图中的120°
(1,1,0) A上管打开，B上管打开，C下管打开，对应下图中的240°
(1,1,1) A上管打开，B上管打开，C上管打开，对应下图中的中心点
通电的顺序按照，4，3，2，1，6，5，4这样动起来再看？是不是就出现了转动矢量。
所以这里的FOC即可以理解为：
电压->电流->磁场，最终变为用6个MOS的通断来控制电机内部磁场的方向变化。
但是怎么只有几个固定角度的？任意角度可以吗？
答案是可以的：
即SVPWM
1.用6个非零的矢量的相邻的两个矢量来控制合成矢量的方向，
2.用零矢量来调整合成矢量的幅值
不急，再看看这几个状态，引入简单的公式：
仔细看看，其实这就变为数学运算，各个状态的导通时间进行“力的分解”，即图中的电压分解，就可以得到任意角度的空间电压矢量。如果你的MOS开管速度和控制器速跟得上，则细分的越多角速度就越平滑。
那么如何去检测实时的相位，确保我的控制是有效？
这里引入位置估算，再按如下估计即可得出当前位置。
原理貌似了解的差不多了，接着看看当前开发板代码实际情况：
（当前例程已是基于FOC，只需要针对筋膜枪硬件修改部分参数，添加按键支持。）
实际测试能够运转起来，按键作为筋膜枪的档位切换开关，1-3档速度。
但实际对比，运行速度不够快，功耗反而还更高，调整别的参数问题暂未得到收敛。
实际最难调的也即是针对电机参数和使用场景来调整各项参数，当前给予筋膜枪的驱动调试初步已经完成，后续待其他问题进行深入研究优化。
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